DE102016122544A1

DE102016122544A1 - Lamellar surface structure

Info

Publication number: DE102016122544A1
Application number: DE102016122544.4A
Authority: DE
Inventors: Mirja Kreuziger; Nils Grimmelsmann; Joanna Neuss; Andrea Ehrmann
Original assignee: FACHHOCHSCHULE BIELEFELD; Hochschule Niederrhein
Current assignee: FACHHOCHSCHULE BIELEFELD; Hochschule Niederrhein
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2018-05-24
Also published as: WO2018095902A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenstruktur zur Applizierung auf einem biegsamen Substrat mittels FDM-Druck, wobei die Oberflächenstruktur einzelne Lamellen aufweist, die einen Bedeckungsgrad des Substrats zumindest in Teilbereichen regulieren, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Oberflächenstruktur und die Verwendung einer Oberflächenstruktur zum Einsatz bei Textilien, Segeln und Membranen.The invention relates to a surface structure for application to a flexible substrate by means of FDM printing, wherein the surface structure has individual lamellae which regulate a degree of coverage of the substrate at least in partial areas, a method for producing such a surface structure and the use of a surface structure for use in textiles, Sailing and membranes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenstruktur zur Applizierung auf einem biegsamen Substrat mittels FDM-Druck, wobei die Oberflächenstruktur einzelne Lamellen aufweist, die einen Bedeckungsgrad des Substrats zumindest in Teilbereichen regulieren, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Oberflächenstruktur und die Verwendung einer solchen Oberflächenstruktur zum Einsatz bei Textilien, Segeln und Membranen.The invention relates to a surface structure for application to a flexible substrate by means of FDM printing, the surface structure having individual lamellae which regulate a degree of coverage of the substrate at least in some areas, a method for producing such a surface structure and the use of such a surface structure for use in textiles , Sailing and membranes.

Applizierungen von 3D-Druck Gestaltungen gehört zu den neuen Technologien der letzten Zeit. Kombinationen von 3D-Druckobjekten mit anderen Teilen, die mit gängigen Technologien hergestellt wurden, sind von großem Interesse, um Nachteile der reinen 3D-Drucktechnologie zu überwinden. Speziell für das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) wurden mehrere Versuche unternommen, die Möglichkeiten solcher Kombinationen von 3D-bedruckten Polymeren mit Substraten wie Textilgeweben oder anderen Faserstrukturen zu testen und die Haftung zwischen dem Substrat und den Druckapplizierungen zu erhöhen. Die Applizierung von 3D-bedruckten Objekten kann die mechanischen Eigenschaften eines Substrats wie einer textilen Oberfläche beeinflussen, wobei 3D-gedruckte Sätze von Lamellen auf Substraten wie Textilien zu dreidimensionalen Verformungen des Substrats und umgekehrt führen können.Applying 3D printing designs is one of the new technologies of the last time. Combinations of 3D printed objects with other parts made with popular technologies are of great interest to overcome the drawbacks of pure 3D printing technology. Especially for Fused Deposition Modeling (FDM), several attempts have been made to test the possibilities of such combinations of 3D printed polymers with substrates such as textile fabrics or other fibrous structures and to increase the adhesion between the substrate and the print applications. The application of 3D printed objects can affect the mechanical properties of a substrate such as a textile surface, where 3D printed sets of fins on substrates such as textiles can result in three-dimensional deformations of the substrate and vice versa.

Anordnungen von festen oder beweglichen Lamellen zum Sicht- Sonnen-, aber auch zum Witterungsschutz sind seit langem bekannt und haben den Zweck die Belichtung oder Belüftung des dahinter liegenden Raumes oder der dahinter liegenden Oberfläche zu ermöglichen. Die Anordnung von Lamellen über einer Oberfläche kann jedoch auch den Zweck erfüllen, eine äußeren Kraft wie beispielsweise Wind auf eine Oberfläche wie beispielsweise Sonnensegel, Sonnenschirme und Markisen, aber auch die Segel von Wasserfahrzeugen zu minimieren, indem die Lamellen bei zu hoher Windstärke geöffnet werden, um den auftreffenden Luftstrom zumindest teilweise durch die Lamellenöffnungen durchtreten zu lassen oder den Luftstrom ab- oder umzulenken. So können regulierbare Lamellenstrukturen über einer Oberfläche bei Überschreitung einer kritischen Windlast auftretende Sicherheitsgefahren auf ein unbedenkliches Maß reduzieren.Arrangements of fixed or movable lamellae for viewing sun, but also for protection against the weather have long been known and have the purpose to allow the exposure or ventilation of the underlying space or the underlying surface. However, the arrangement of fins over a surface may also serve the purpose of minimizing an external force such as wind on a surface such as awnings, parasols and awnings, but also the sails of vessels by the blades are opened at high wind strength, to allow the impinging airflow to pass at least partially through the fin openings or to deflate or divert the airflow. For example, adjustable lamellar structures above a surface can reduce the safety hazards that occur when a critical wind load is exceeded to a safe level.

Ferner sind Lamellenstrukturen als Bestandteil von Textilien bekannt, die im Wesentlichen die Aufgabe haben, einen Körper vor äußeren Einflüssen zu schützen. Die äußeren Einflüsse umfassen Witterungseinflüsse wie die Einwirkung von Wind, Feuchtigkeit und Kälte auf den Körper. Dabei ist insbesondere bei sportlichen Aktivitäten oder auch höheren Außentemperaturen eine gute Wärmeabfuhr der vom Körper produzierten Energie sowie des vom Körper produzierten Schweißes von Bedeutung.Furthermore, lamellar structures are known as a component of textiles, which essentially have the task of protecting a body from external influences. The external influences include weather influences such as the effect of wind, moisture and cold on the body. In doing so, a good heat dissipation of the energy produced by the body as well as of the sweat produced by the body is of importance, in particular during sports activities or even higher outside temperatures.

Zur Erzielung eines guten Schutzes gegen Witterungseinflüsse ist es bekannt, Klimamembranen zu verwenden. Bei diesen ist die Möglichkeit geschaffen worden, von außen auf den Körper einwirkenden Wind oder Wasser abzuwehren, gleichzeitig jedoch eine Dampfdurchlässigkeit von innen nach außen zu gewährleisten, um eine Wärmeabfuhr der vom Körper produzierten Energie sowie des Schweißes zu ermöglichen. Als bekannteste Membranen sind hierbei die unter der Bezeichnung „Goretex®“ oder „Sympatex®“ zu nennen. Die Verwendung der Klimamembranen bietet zwar grundsätzlich die Möglichkeit, vom Körper produzierte Wärme nach außen abzuführen. Dies ist jedoch auf Grund der technischen Voraussetzungen der Membranen nur bedingt möglich. Insbesondere bei körperlich außerordentlich anstrengenden Betätigungen, wie beispielsweise beim Laufen oder Radfahren, sind die bekannten Membranen nur sehr bedingt in der Lage, die vom Körper produzierte Wärme bzw. Feuchtigkeit nach außen abzuführen.In order to achieve good protection against the effects of the weather, it is known to use climate membranes. In these, the possibility has been created to ward off externally acting on the body wind or water, while ensuring a vapor permeability from the inside out to allow heat dissipation of the body-produced energy and sweat. The best known membranes here are those named "Goretex®" or "Sympatex®". Although the use of the climate membranes basically offers the possibility to dissipate heat produced by the body to the outside. However, this is due to the technical requirements of the membranes only partially possible. In particular, in extremely strenuous physical activities, such as running or cycling, the known membranes are only very conditionally able to dissipate the heat or moisture produced by the body to the outside.

So ist aus der DE 202010000349 U1 eine Verkleidungsanordnung mit mehreren parallel zueinander angeordneten flexiblen Lamellen bekannt, wobei die Lamellen zwei gegenüberliegende Enden mit Drehlagern aufweisen, mit denen diese auf einer Oberfläche gehalten werden. Wenigstens eins der Drehlager ist jeweils verschiebbar ausgeführt, so dass mit der Verschiebung der Drehlager eine Verformung der Lamellen erfolgt. Die Verformung der Lamellen führt schließlich dazu, dass die darunterliegende Oberfläche zumindest teilweise freigelegt wird.So is out of the DE 202010000349 U1 a lining arrangement with a plurality of parallel slats arranged parallel to each other, the slats having two opposite ends with pivot bearings, with which they are held on a surface. At least one of the rotary bearing is in each case displaceable, so that with the displacement of the pivot bearing, a deformation of the slats takes place. The deformation of the lamellae eventually leads to the underlying surface being at least partially exposed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, selbstöffnende oder selbstschließende Lamellen auf einer Oberfläche bereitzustellen, die selbstverschließend oder selbstständig eine geöffnete Struktur umfassen und eine veränderbarer Luft-, Sonnen- und Feuchtigkeitspermeabilität der darunter liegenden Oberfläche gewährleisten.The object of the invention is therefore to provide self-opening or self-closing lamellae on a surface which self-closing or independently comprise an open structure and ensure a variable air, solar and moisture permeability of the underlying surface.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 7 und 10.The object is achieved by the features of the independent claims 1, 7 and 10.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Bedeckungsgrad von Substraten, wie textilen Flächengebilden mittels 3D-Druck-geprägter Lamellen, die in einem Winkel zur Oberfläche des Substrats orientiert sind, durch mechanisch, wärme- oder lichtinduzierte Beeinflussung zu regulieren. Auf diese Weise lassen sich nicht nur interessante neue Designs schaffen, sondern auch technische Anwendungen ermöglichen, die Teile eines Gewebes von einem luft- und wasserdampfdurchlässigen Zustand in einen Zustand mit geschlossenen Lamellen umwandeln und umgekehrt.According to the invention, it is provided to regulate the degree of coverage of substrates, such as textile fabrics by means of 3D printing embossed lamellae, which are oriented at an angle to the surface of the substrate, by mechanically, thermally or light-induced influencing. In this way not only can interesting new designs be created, but also technical applications can be made possible, which convert parts of a fabric from an air and water vapor permeable state to a state with closed lamellae and vice versa.

In einem Zustand mit geschlossenen Lamellen ist das Substrat vor Wind und Regen oder mechanischen Stößen geschützt. Die Applizierung der Lamellen erfolgt über 3D-Druck mittels FDM-Verfahren. Diese Formgebungstechnologie ermöglicht die Konstruktion und Herstellung einer Lamellenstruktur auf einem biegsamen oder krümmbaren Substrat mit einer Mehrzahl flexibler Lamellen, welche mit einer ihrer Kanten parallel zueinander auf ihrer ganzen Länge auf dem Substrat appliziert bzw. befestigt sind, wobei durch Krümmen des Substrates eine geschlossene Fläche und/oder eine geöffnete Struktur der Lamellen gebildet wird, d. h. dass der Bedeckungsgrad des Substrats in Abhängigkeit der Einwirkung einer äußeren Kraft auf das Substrat veränderbar ist. In a closed lamella state, the substrate is protected from wind and rain or mechanical shocks. The lamellae are applied via 3D printing using the FDM process. This shaping technology enables the construction and production of a lamellar structure on a flexible or curvable substrate with a plurality of flexible lamellae, which are applied with one of their edges parallel to each other over their entire length on the substrate, wherein by bending the substrate a closed surface and / or an opened structure of the lamellae is formed, ie that the degree of coverage of the substrate is variable as a function of the action of an external force on the substrate.

Die Lamellen werden mit Hilfe eines FDM-Druckers so auf der Oberfläche des Substrats appliziert, dass die Lamellen einenends auf ihrer ganzen Länge auf der Oberfläche des Substrats befestigt sind und einen Winkel gegenüber dem Substrat einschließen. Mit einenends ist vorliegend die dem Substrat zugewandte Seite bzw. Kante der Lamellen gemeint, die eine Kontaktfläche mit dem Substrat darstellt. Die übrigen Seiten oder Kanten der Lamellen sind mit der Substratoberfläche nicht verbunden und sind insofern kontaktfrei zum Substrat angeordnet.The lamellae are applied to the surface of the substrate by means of an FDM printer so that the lamellae are fixed at one end over their entire length on the surface of the substrate and enclose an angle with respect to the substrate. By one end is meant in the present case the side or edge of the slats facing the substrate, which constitutes a contact surface with the substrate. The remaining sides or edges of the slats are not connected to the substrate surface and are thus arranged contact-free to the substrate.

Die Lamellen habe erfindungsgemäß im Wesentlichen eine flächenähnliche, rechteckige Form, wobei im Wesentlichen bedeutet, dass die flächenähnliche, rechteckige Form, parallelogramm- oder trapezähnlich ausgestaltet und/oder an den Ecken abgerundet sein kann, d. h. die Form ist mit der Einschränkung einer Struktur mit mindestens zwei teilweise parallelen Seiten variabel ausgestaltet. Ebenso ist der Winkel, mit dem die Lamellen auf dem Substrat appliziert werden, variabel, wobei der angelegte Winkel zwischen Lamellenstruktur und Substrat den Bedeckungsgrad des Substrats durch die Lamellenstruktur in Abwesenheit einer äußeren Kraft beeinflusst. Das bedeutet beispielsweise, dass je flacher die Lamellen auf dem Substrat eingeprägt sind, desto stärker ist die Umformung des Substrats und desto größer oder geringer ist dessen Bedeckungsgrad.According to the invention, the lamellae have essentially a surface-like, rectangular shape, which essentially means that the surface-like, rectangular shape can be configured in a parallelogram or trapezoidal manner and / or rounded off at the corners, ie. H. the shape is variable with the restriction of a structure with at least two partially parallel sides. Likewise, the angle at which the lamellae are applied to the substrate is variable, with the applied angle between lamellar structure and substrate affecting the degree of coverage of the substrate by the lamellar structure in the absence of any external force. This means, for example, that the flatter the lamellae are impressed on the substrate, the stronger the deformation of the substrate and the greater or lesser its degree of coverage.

Es ist in einer besonderen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands vorgesehen, dass der Bereich der Kontaktfläche der Lamellen zum Substrat zumindest in Teilbereichen verstärkt ist. Eine Verstärkung der Kontaktfläche oder des Bereichs der Kontaktfläche an den Lamellen kann geboten sein, um einem Materialverschleiß beim Einsatz entgegenzuwirken und eine Funktionserhaltung der Lamellen zu gewährleisten. Wird nämlich durch starke äußere Krafteinwirkung auf das Substrat eine häufige Bewegung der Lamellen hervorgerufen, so wird der Applizierungs- oder Befestigungsbereich stark beansprucht und es kann eine Lockerung oder Loslösung der Lamellen vom Substrat erfolgen oder eine Beschädigung der Lamellen kann eine Funktionsbeeinträchtigung der Oberflächenstruktur nach sich ziehen. Um diese Gefahr zu minimieren, kann erfindungsgemäß die Kontaktfläche zwischen Lamelle und Substrat verbreitert werden, beispielsweise indem man beim 3D-Druck zusätzliches Material aus PLA oder TPU für die Lamellen bereitstellt und solches im Bereich der Kontaktfläche auf das Substrat aufträgt. Die so hergestellte Lamellenstruktur kann insofern ein T-förmiges Aussehen erhalten bzw. die Lamelle kann einenends das Aussehen einer fußartigen Materialverbreiterung annehmen.It is provided in a particular embodiment of the subject invention that the area of the contact surface of the slats is reinforced to the substrate at least in some areas. A reinforcement of the contact surface or the area of the contact surface on the lamellae may be necessary in order to counteract a wear of the material during use and to ensure functional maintenance of the lamellae. If a frequent movement of the lamellae is caused by strong external force acting on the substrate, the application or attachment area is heavily stressed and loosening or detachment of the lamellae from the substrate can take place or damage to the lamellae can impair the functional surface structure , In order to minimize this risk, according to the invention the contact surface between lamella and substrate can be widened, for example by providing additional material of PLA or TPU for the lamellae during 3D printing and applying this in the area of the contact surface to the substrate. The lamellar structure thus produced may be given a T-shaped appearance, or the lamella may eventually assume the appearance of foot-like material broadening.

Die erfindungsgemäße Oberflächenstruktur weist ferner die Eigenschaft auf, dass der Bedeckungsgrad des Substrats durch die Lamellen regulierbar ist, d. h. dass der Bedeckungsgrad variabel ist. So ist der Bedeckungsgrad abhängig von der Einwirkung einer äußeren Kraft wie Wind etc., sodass das biegsame Substrat in gedehntem und nicht gedehntem Zustand von den Lamellen zumindest teilweise bedeckt oder unbedeckt bleibt. Welcher Bedeckungsgrad in Abwesenheit einer äußeren Kraft vorliegt, d. h. dass die Lamellen geschlossen sind und eine geschlossene Oberfläche bilden oder die Lamellen geöffnet sind, d. h. dass zumindest Teile der Oberfläche des Substrats unbedeckt belassen werden, richtet sich nach dem Zustand des Substrats beim 3D-Druck:

Wird ein nicht dehnbares Substrat bedruckt, so sind die Lamellen zunächst offen und schließen sich bei Beugung, wird ein dehnbares Substrat im gedehnten Zustand bedruckt, so sind die Lamellen zunächst geschlossen und öffnen sich bei Dehnung,
wird dehnbares Substrat in nicht gedehntem Zustand bedruckt, so sind die Lamellen zunächst geöffnet und schließen sich bei Dehnung. Es ist daher beispielsweise möglich, den Öffnungsgrads der Lamellen durch Biegung eines Segels oder Sonnenschirms zu regulieren, d. h. den Bedeckungsgrad des unter der Lamellenstruktur befindlichen Substrats zu verändern, wobei die Biegung des Substrats durch eine äußere Kraft wie starken Wind oder durch manuelle Biegung beispielsweise durch Quergurte oder Spanngurte gewährleistet werden kann. Ebenso kann ein Öffnen oder Schließen der Lamellen durch Wärme- oder lichtinduzierte Verformung des Substrats erfolgen, wie dies insbesondere in der Anwendung als Sonnensegel möglich ist.

The surface structure according to the invention also has the property that the degree of coverage of the substrate by the lamellae is adjustable, ie that the degree of coverage is variable. Thus, the degree of coverage is dependent on the action of an external force such as wind, etc., so that the flexible substrate in the stretched and unstretched state of the slats remains at least partially covered or uncovered. Which degree of coverage is present in the absence of an external force, ie that the lamellae are closed and form a closed surface or the lamellae are opened, ie that at least parts of the surface of the substrate are left uncovered, depends on the state of the substrate during 3D printing:

If an inextensible substrate is printed, then the lamellae are initially open and close at diffraction, if a stretchable substrate is printed in the stretched state, then the lamellae are initially closed and open when stretched,
If stretchable substrate is printed in a non-stretched state, then the lamellae are initially opened and close when stretched. It is therefore possible, for example, to regulate the degree of opening of the lamellae by bending a sail or sunshade, that is to change the degree of coverage of the substrate under the lamellar structure, the bending of the substrate by an external force such as strong wind or by manual bending, for example by cross straps or straps can be guaranteed. Likewise, opening or closing of the lamellae can take place by heat or light-induced deformation of the substrate, as is possible, in particular, in the application as an awning.

Auch ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich von Textilien Lamellenstrukturen auf ein Gewebe appliziert werden, die je nach Krafteinwirkung auf das Gewebe einen Teil der Oberfläche bedecken oder unbedeckt belassen, beispielsweise als Knieschoner bei Arbeitshosen, bei dem die Lamellen vor Beugung des Textils einen Teil der Oberfläche unbedeckt belassen, d.h. geöffnet sind und sich bei Beugung verschließen, um beispielsweise einen Feuchtigkeitseindringen in das Gewebe zu verhindern oder beim Knien auf dem Boden vor mechanischen Einflüssen zu schützen. Umgekehrt ist auch erfindungsgemäß vorgesehen Lamellenstrukturen auf Oberflächen zu applizieren, die vor einer Krafteinwirkung verschlossen sind und sich erst unter Krafteinwirkung öffnen, wie dies beispielsweise bei atmungsaktiven, mit Membranen ausgestalteten Geweben im Sport der Fall ist, da solche Membranen bis dato einen vollständigen Kälte- und Feuchtigkeitsdurchtritt von außen verhindern können.Also, the invention provides that in the field of textiles lamellar structures are applied to a tissue that cover depending on the force on the tissue part of the surface or leave uncovered, for example as a knee protector in work pants, in which the lamellae before diffraction of the textile part of the Leave the surface uncovered, ie open and close when diffracted, for example, to prevent moisture penetration into the tissue or to protect the knees on the floor from mechanical influences. Conversely, it is also provided according to the invention to apply lamellar structures on surfaces that are closed before a force and open only under force, as is the case for example in breathable, designed with membranes fabrics in sports, since such membranes to date a complete cold and Prevent moisture penetration from the outside.

Ferner wird erfindungsgemäß beansprucht, dass das Material der Lamellen PLA und/oder TPU beinhaltet und auch durch Bewegung der Lamellen die Form und der Bedeckungsgrad des Substrats veränderbar sind. Da eine äußere Krafteinwirkung auf die Lamellenstruktur auch auf das Substrat einwirkt, das mit der Lamellenstruktur verbunden ist, können durch die Bewegung der Lamellen die Form des Substrats und damit dessen Bedeckungsgrad verändert bzw. reguliert werden. Furthermore, it is claimed according to the invention that the material of the lamellae contains PLA and / or TPU and also the shape and the degree of coverage of the substrate can be changed by movement of the lamellae. Since an external force acting on the lamellar structure also acts on the substrate, which is connected to the lamellar structure, the shape of the substrate and thus its degree of coverage can be changed or regulated by the movement of the lamellae.

Experimentelles:Experimental:

Für die Applizierung der Lamellen wurde für den 3D-Druck ein FDM-Drucker Orcabot XXL (Prodim) verwendet. Alle Drucke wurden mit weichem PLA oder TPU durchgeführt. Die Extrudertemperatur wurde auf 240 °C eingestellt, wobei das Druckbett nicht erwärmt wurde. Die Düse hat dabei einen Durchmesser von 0,4 mm und die Schichthöhe beträgt 0,2 mm.For the application of the lamellae an FDM printer Orcabot XXL (Prodim) was used for the 3D printing. All prints were done with soft PLA or TPU. The extruder temperature was set at 240 ° C, whereby the print bed was not heated. The nozzle has a diameter of 0.4 mm and the layer height is 0.2 mm.

Als Beispiel für ein Textilgewebe wurde ein Gestrick in Lapique-Struktur aus texturiertem Polyestergarn dtex 150/48/1 unter Verwendung einer Rundstrickmaschine mit Feinheit E28 und 18 Systemen hergestellt.As an example of a textile fabric, a knit in lapique structure of textured polyester yarn dtex 150/48/1 was made using a circular knitting machine with fineness E28 and 18 systems.

Zum Bedrucken wurde das Gestrick mittels Klebeband auf dem Druckbett fixiert. Die relative Dehnung des gestrickten Gewebes während des Druckens wurde zwischen 0 % und 40 % variiert.For printing, the fabric was fixed by means of adhesive tape on the print bed. The relative elongation of the knitted fabric during printing was varied between 0% and 40%.

Es kann festgestellt werden, dass der Einfluss der relativen Dehnung des Gewebes während des Druckvorgangs dergestalt ist, dass je mehr das Gewebe vor dem Applizieren der Lamellen gedehnt wird, umso mehr zieht sich das Gewebe hinterher zusammen. Bei einer relativen Dehnung von 30 % führt dies zu einer mittleren Transformation des Gewebes, die es erlaubt, weitere Parameter zu untersuchen. Transformation oder Kontraktion bedeutet vorliegend eine Veränderung der Oberflächenkontur des Substrats. So wurden Lamellen mit unterschiedlichen Höhen geprägt, wobei durch die Höhe der Lamellen eine Beeinflussung der Transformation, Umformung oder Kontraktion des Gewebes nicht sichtbar ist, sodass selbst bei Einsatz sehr flacher Lamellen ein hoher Grad an Umwandlung erreicht werden kann.It can be seen that the influence of the relative elongation of the fabric during the printing process is such that the more the fabric is stretched before the application of the fins, the more the fabric contracts afterwards. At a relative elongation of 30%, this leads to an average transformation of the tissue, which allows further parameters to be investigated. Transformation or contraction here means a change in the surface contour of the substrate. Thus, lamellae were embossed with different heights, whereby the height of the lamellae does not show an influence on the transformation, deformation or contraction of the tissue, so that a high degree of conversion can be achieved even when very flat lamellae are used.

Ebenso beeinflusst die Anzahl der geprägten Lamellen den Grad der Kontraktion nicht, solange sie mit denselben Abständen bedruckt werden. Wenn sich die Abstände zwischen den Lamellen ändern, hat dies einen signifikanten Einfluss auf die Kontraktion des Gewebes, wobei mit wachsender Distanz zwischen den Lamellen die Transformation erhöht wird. Ein weiterer Bestimmungsfaktor für die Transformation des Gewebes und somit das Schließen der Lamellenstruktur ist der außeraxiale Winkel zwischen Gewebe und Lamellen, d.h. je flacher die Lamellen eingeprägt sind, desto stärker ist die Umformung des Textils.Likewise, the number of embossed fins does not affect the degree of contraction as long as they are printed at the same intervals. As the distances between the lamellae change, this has a significant effect on the contraction of the tissue, increasing the transformation as the distance between the lamellae increases. Another determinant of tissue transformation, and thus closure of the lamellar structure, is the off-axis angle between tissue and lamellae, i. the flatter the lamellae are embossed, the stronger the reshaping of the textile.

Eine Wärmebehandlung während des Druckvorgangs beeinflusst die Umwandlungsfähigkeit des Systems. Wenn das Druckbett erwärmt wird, während die Lamellen gedruckt werden, wird das Gewebe im langgestreckten Zustand thermofixiert. Wenn das Gewebe aus dem Drucker entfernt wird, kehrt es nicht wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück und verbiegt sich folglich nicht, wie es normalerweise der Fall wäre.Heat treatment during the printing process affects the conversion capability of the system. When the print bed is heated while the slats are being printed, the fabric is heat set in the elongated state. When the fabric is removed from the printer, it does not return to its original state and thus does not bend, as would normally be the case.

Während die meisten Lamelleneigenschaften, wie der Winkel Substrat bzw. zur Textiloberfläche, die resultierende Krümmung des Textils stark beeinflussen, ist die Krümmung aber unabhängig von der Lamellenhöhe. Die relative Dehnung des Textils während des Druckvorgangs sowie die Wärmebehandlung während oder nach dem Druck beeinflussen die Ergebnisse signifikant.While most lamellar properties, such as the substrate angle or textile surface, strongly influence the resulting curvature of the textile, the curvature is independent of the lamella height. The relative elongation of the fabric during the printing process as well as the heat treatment during or after the printing significantly influence the results.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren nochmals eingehend beschrieben:

1 zeigt eine im FDM-Verfahren gedruckte Oberflächenstruktur 1, die einzelne Lamellen 2 auf einem Substrat 3 aufweist. Die Lamellen 2 sind im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und annähernd vertikal auf dem Substrat 3 appliziert und weisen eine parallele Versetzung zueinander auf.
2a zeigt den variablen Neigungswinkel der Lamellen 2, die diese gegenüber dem Substrat 3 einnehmen können. 2b zeigt die Biegsamkeit und den Biegeradius der Kontaktfläche 4. 2c zeigt den Abstand der Lamellen 2, die diese auf einem Substrat 3 einnehmen können.
3 zeigt die Anwendung einer lamellenartigen Oberflächenstruktur 1 auf einem Substrat 3 am Beispiel eines Textils in Form einer Applikation auf dem Kniebereich einer Hose. Ohne Beugung, d. h. in Abwesenheit einer Kraft auf das Textil, befinden sich die Lamellen 2 in einem geöffneten Zustand. Bei Beugung des Textils schließen sich die Lamellen 2 und bedecken die Lamellen das Textil als geschlossene Struktur und verhindern einen Feuchtigkeitseintritt ganzflächig.

The invention will be described again in detail with reference to the following figures:

1 shows a surface structure 1 printed by the FDM method, which has individual lamellae 2 on a substrate 3. The lamellae 2 are substantially rectangular and applied approximately vertically on the substrate 3 and have a parallel offset from one another.
2a shows the variable angle of inclination of the slats 2, which they can assume with respect to the substrate 3. 2 B shows the flexibility and the bending radius of the contact surface. 4 2c shows the distance of the slats 2, which can take these on a substrate 3.
3 shows the application of a lamellar surface structure 1 on a substrate 3 using the example of a textile in the form of an application on the knee region of a pair of pants. Without diffraction, ie in the absence of a force on the textile, the slats 2 are in an open state. At diffraction of the textile Close the slats 2 and cover the lamellae the textile as a closed structure and prevent ingress of moisture over the entire surface.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Oberflächenstruktursurface structure
22: Lamellenslats
33: Substratsubstratum
44: Kontaktflächecontact area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202010000349 U1 [0006]

Claims

Surface structure (1) for application to a flexible substrate (3) by means of FDM printing, wherein the surface structure (1) individual lamellae (2), which regulate a degree of coverage of the substrate (3) at least in partial areas, characterized in that the lamellae (2) are substantially rectangular in shape, have a contact surface (4) with the substrate (3) and enclose an angle relative to the substrate (3).

Surface structure after Claim 1 , characterized in that the lamellae (2) away from the contact surface (4) contactlessly applied to the substrate (3) and / or the lamellae (2) have a rounded shape, at least in some areas.

Surface structure (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the region of the contact surface (4) of the lamellae (2) is reinforced, at least in some areas.

Surface structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the degree of coverage of the substrate (3 (under the action or absence of the external force on the substrate (3) is adjustable and the lamellae (2) has a closed surface and / or at least one Form partially opened structure.

Surface structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the lamellae (2) contains PLA and / or TPU and the degree of coverage of the substrate (3) is regulated mechanically, thermally and / or light-induced.

Surface structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shape and the degree of coverage of the substrate (3) can be regulated by movement of the lamellae (2).

Method for producing a surface structure (1) for application to a flexible substrate (3) by means of FDM printing, wherein the surface structure (1) has individual lamellae (2) which regulate a degree of coverage of the substrate (3) at least in subregions, characterized in that the lamellae (2) are applied at one end over their entire length to a contact surface (4) on the substrate (3).

Method according to Claim 7 , characterized in that the lamellae (2) away from the contact surface (4) contactlessly applied to the substrate (3).

Method 7 or 8, characterized in that the application by means of FDM printing on a substrate (3) which is not stretchable, on a stretchable substrate (3) in the stretched state or on a stretchable substrate (3) in the unstretched state ,

Use of a surface surface structure (1) for application to a flexible substrate (3) by means of FDM printing, wherein the surface structure (1) individual lamellae (2), the degree of coverage of the substrate (3) at least in some areas under the action or absence of an outer Force regulate, wherein the lamellae (2) have a contact surface (4) with the substrate (3) and enclose an angle relative to the substrate (3), for use in textiles, sails and membranes.